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일본 도호쿠대, 자동차 표면 풍압 분포를 추정하는 기술 개발

작성일
2022-08-30
조회수
591

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◆ 자율주행차의 안전성 향상과 연비저감 기대
전세계 곳곳에서 자율주행차 기술개발이 적극적으로 이루어지고 있다. 안전하고 안정적이면서도 효율적인 자율주행을 수행하려면 자동차가 받는 풍압과 풍향을 감지해서 그에 따라 제어하는 것이 중요하다.

최근 도호쿠대학교대학원 공학연구과(東北大學大學院工學硏究科)의 노노무라 타쿠(野?村拓) 준교수와 연구팀은 자동차 등의 차체 표면의 풍압 분포와 주변 풍향을 여러 개의 점 압력센서 정보를 통해 추정하기 위한 기초기술 및 센서를 설치할 장소를 최적화하는 기술을 개발했다.

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▲ (그림1) 방법 개요: 여러 개의 압력 센서 정보만을 이용해서 풍향 및 풍압 분포를 고정밀도로 추정한다.
풍압 분포 추정은 사전에 구축한 저차원 모델을 사용한다.

해당 기술은 주위 압력에 따라 발광 강도가 변화하는 기능성 분자 센서를 혼합한 특수한 도료(압력 감지 도료)를 사용하여 차체 표면의 압력장 데이터를 수집하고, 풍압 분포 모델 구축과 최적의 센싱 위치 선정을 사전에 실시한다.

나아가 실제 운용 시에는 이를 사용해서 여러 개의 압력센서 정보를 바탕으로 풍압분포와 풍향을 고정밀도로 추정한다. 차체에 다수의 반도체 센서를 매립하는 기존 방법과는 완전히 다른 새로운 방식이며, 시판 차량에 손쉽게 적용할 수 있는 가능성이 있다.

해당 기술을 통해 주행 중 자동차 표면의 풍압 분포와 주위 풍향을 순간적으로 추정할 수 있으며, 자율주행차의 돌풍에 대한 안정성 향상과 군집주행하는 트럭의 차량 행렬에 대해 공기저항을 저감하는 대열 형태 제어를 실시함으로써 연비 개선 등을 기대할 수 있다.

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▲ (그림2) 처리의 흐름

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▲ (그림3) 결과 예시: 센서 페어 수 2개(센서 수 4개)로 추정한 풍향과 풍압 분포

◆ 포인트
1) 자동차가 받는 풍압과 풍향을 순간적으로 추정하는 새로운 기술을 개발
2) 압력 감지 도료를 이용한 테스트와 압축 센싱을 조합하여 최적화된 센싱 위치에서의 몇몇 곳의 압력 정보를 통해 풍향과 풍압 분포를 고정밀도로 추정
3) 돌풍 등의 외부문제에 대해 영향을 받지 않는 자율주행차 제어와 공기저항을 줄이는 대열 제어 등에 대한 활용을 기대

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